食品生物技术概论-廖威-第十一章-生物技术在食品工业废水处理中的应用ppt课件.ppt

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1、第十一章第十一章 生物技术在食品工业废水生物技术在食品工业废水处理中的应用处理中的应用第一节第一节 食品工业废水处理概述食品工业废水处理概述第二节第二节 糖蜜酒精废水的处理糖蜜酒精废水的处理第三节第三节 木薯渣食用酒精废水处理木薯渣食用酒精废水处理中国水资源现状中国水资源现状人均占有量少人均占有量少总量位世界总量位世界第第6 6。人均占世界平均水准的人均占世界平均水准的1/41/4，排名排名8888。空间分布不均空间分布不均 8181的水资源分布在长江流域及其以南降水量最高可达的水资源分布在长江流域及其以南降水量最高可达1600mm1600mm，少的地区不到少的地区不到200mm200mm 年

2、内及年际变化大年内及年际变化大 60608080降水集中在夏季，年际变化差降水集中在夏季，年际变化差3 36 6倍倍许多地区缺水严重许多地区缺水严重 在在640640个城市中，个城市中，300300多个城市缺水。被列为全球最贫水多个城市缺水。被列为全球最贫水1212个国家前列。个国家前列。第一节第一节 食品工业废水处理技术概述食品工业废水处理技术概述工厂排污口工厂排污口1工业污染工业污染水污染来源水污染来源水污染来源水污染来源2.生活污染源生活污染源水污染来源水污染来源3农业污染农业污染赤潮是在特定的环境条件下，赤潮是在特定的环境条件下，海水海水中某些中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或

3、浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起高度聚集而引起水体水体变色的一种有害生态变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色。定都是红色。水污染来源水污染来源4.4.面污染源面污染源 食品工业加工过程中有大量的副产品和废食品工业加工过程中有大量的副产品和废弃物产生，如蛋白、脂肪纤维素、矿物质等，弃物产生，如蛋白、脂肪纤维素、矿物质等，既浪费资源又污染环境。既浪费资源又污染环境。废水中废水中所含主要污染物有：漂浮在废水中所含主要污染物有：漂浮在废水中的固体物质；悬浮在废水中的油脂、蛋白、胶的固体物质；悬浮在废水中的油脂、蛋白、胶体

4、物质等；溶解在废水中的糖、酸、碱、盐等；体物质等；溶解在废水中的糖、酸、碱、盐等；从原料中夹带的泥沙和动物的粪便等；可能存从原料中夹带的泥沙和动物的粪便等；可能存在的腐败菌和致病菌。在的腐败菌和致病菌。return一一 废水的成分废水的成分第一节 食品工业废水处理概述 大多数食品在其加工过程中，需要大量用水，大量的是用来大多数食品在其加工过程中，需要大量用水，大量的是用来对各种食物原料的对各种食物原料的清洗、烫漂、消毒、冷却以及容器和设备的清洗、烫漂、消毒、冷却以及容器和设备的清洗。清洗。因此，食品工业排放的废水量是很大的。由于食品工业因此，食品工业排放的废水量是很大的。由于食品工业的原料广泛

5、，产品种类繁多，排出的废水水质、水量差异也很的原料广泛，产品种类繁多，排出的废水水质、水量差异也很大。废水中含的主要污染物有：大。废水中含的主要污染物有：漂浮在废水中的固体物质，漂浮在废水中的固体物质，如如茶叶、肉和骨的碎屑、动物或鱼的内脏、排泄物和畜毛、植物茶叶、肉和骨的碎屑、动物或鱼的内脏、排泄物和畜毛、植物的废渣和皮等；的废渣和皮等；悬浮在废水中的悬浮在废水中的油脂、蛋白质、淀粉、血水、油脂、蛋白质、淀粉、血水、酒糟、胶体物等；酒糟、胶体物等；溶解在废水中的溶解在废水中的糖、酸、盐类等；糖、酸、盐类等；来自原料来自原料挟带的挟带的泥砂和动物粪便等；泥砂和动物粪便等；可能存在的致病菌可能存

6、在的致病菌等。概括地说，等。概括地说，食品工业废水的主要特点是：食品工业废水的主要特点是：有机物质和悬浮物含量高，易腐有机物质和悬浮物含量高，易腐败，一般无毒性。败，一般无毒性。食品工业废水特点食品工业废水特点 废水中的污染物种类较多，按废水对环境造成的废水中的污染物种类较多，按废水对环境造成的危害不同，大致可分：危害不同，大致可分：固体污染物、需氧污染物、营固体污染物、需氧污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物生物污染物、感官性污染物和和热污染热污染等。等。return二、水中污染物质及危害二、水中污

7、染物质及危害第一节 食品工业废水处理概述 为了准确反映水体被污染的程度，常用水质指标表示。为了准确反映水体被污染的程度，常用水质指标表示。水质指标水质指标是对水体进行检测、评价、利用以及污染治理是对水体进行检测、评价、利用以及污染治理的主要依据。分物理指标、化学指标、生物指标三种。的主要依据。分物理指标、化学指标、生物指标三种。主要有主要有有毒物质、有机物质、悬浮物总数、有毒物质、有机物质、悬浮物总数、pHpH值、色度、值、色度、温度温度等。等。一种水质指标可能包括几种污染物；而一种污染物也可一种水质指标可能包括几种污染物；而一种污染物也可影响几种水质指标。影响几种水质指标。三三 废水的水质指

8、标废水的水质指标第一节 食品工业废水处理概述三三 废水的水质指标废水的水质指标物物理理性性指指标标感官性指标，水的色度来源感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质气等污染物质挥发性挥发性固体固体NVSSVSS溶解固体溶解固体DSDS固定性固定性固体固体DS悬浮固体悬浮固体SSSS加速耗氧反应，最终导加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少造成水中溶解氧减少工业废水工业废水常引起水常引起水

9、体热污染体热污染色度色度固体物质固体物质TSTS嗅和味嗅和味温度温度第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标 化化学学性性指指标标有机物指标有机物指标无机物指标无机物指标生化需氧量生化需氧量（BOD5）化学需氧量化学需氧量（COD）总有机碳（总有机碳（TOC）和总需氧量）和总需氧量（TOD）油类污染物油类污染物酚类污染物酚类污染物植物营养元素植物营养元素植物营养元素植物营养元素PHPH值值值值重金属重金属重金属重金属第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标生化需氧量（生化需氧量（BODBOD）反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量反映了

10、在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量 主要污染特性（以主要污染特性（以mg/Lmg/L为单位）。为单位）。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为 两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所 需的氧量，全部生物氧化需要需的氧量，全部生物氧化需要20100d20100d完成。完成。实际

11、中，常以实际中，常以5d5d作为测定生化需氧量的标准时间，称作为测定生化需氧量的标准时间，称5 5 日生化需氧量（日生化需氧量（BODBOD5 5）；通常以）；通常以2020为测定的标准温度。为测定的标准温度。化 学 性 指 标有机物BOD:biological oxygen demandBOD:biological oxygen demand在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所 需要的氧量（需要的氧量（2020，5d5d）P174P174。第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标化化 学学

12、 性性 指指 标标有有机机物物化学需氧量（化学需氧量（CODCOD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾常用的氧化剂主要是重铬酸钾K K2 2CrCr2 2O O7 7 （称（称 CODCODCrCr )和高锰酸和高锰酸 钾钾KMnOKMnO4 4(称称CODCODMnMn 或或OC)OC)。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。废水中无机的还原性物质同样被氧化。废水中无机的还原性物质同样被氧化。如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧 量之间应有一定的比例关系：生活污水通常在量之间应有一定

13、的比例关系：生活污水通常在0.40.40.50.5。COD:chemical oxygen demandCOD:chemical oxygen demand用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量（量折合成氧量（O O2 2）（）（mg/Lmg/L）。）。第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标化化 学学 性性 指指 标标有有机机物物总有机碳（总有机碳（TOCTOC）和总需氧量（）和总需氧量（TODTOD）TOC:total organism carbonTOC:total organism

14、 carbon在在950950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体 中的中的COCO2 2含量，从而确定水样中碳元素总量。含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量。测定中应该去除无机碳的含量。各种水质之间各种水质之间TOCTOC或或TODTOD与与BODBOD不存在固定的相关关系。在水质条不存在固定的相关关系。在水质条 件基本不变的条件下，件基本不变的条件下，BODBOD与与TOCTOC或或TOD TOD 之间存在一定的相关关系之间存在一定的相关关系。TOD:total oxygen demandTOD:to

15、tal oxygen demand在在900950900950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧 化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TODTOD）。）。TODTOD测定方便而快速。测定方便而快速。第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标化化 学学 性性 指指 标标有机物油类污染物石油类：来源于工业含油污水。石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：

16、产生于人的生活过程和食品工业。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表层的日光油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水

17、体，从而降低水体的自净能力。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。石油臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。破坏风景区，危害鸟类生活。第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标化化 学学 性性 指指 标标有有机机物物酚类污染物酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂 等工业废水。等工业废水。原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经

18、系统中毒。酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。酚浓度达酚浓度达0.10.10.2mg/L0.2mg/L时，鱼肉有酚味。时，鱼肉有酚味。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停 止生长。止生长。酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001mg/L0.001mg/L即即 有异味，排放标准有异味，排放标准0.5mg/L 0.5mg/L）。）。灌溉用水酚浓度超过灌溉用水酚浓度超过

19、5mg/L5mg/L时时,农作物减产甚至枯死。农作物减产甚至枯死。第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标化化 学学 性性 指指 标标无无机机性性指指标标植物营植物营养元素养元素pHpH重金属重金属 过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。干地。一般要求处理后污水的一般要求处理后污水的pHpH在在6 69 9之间

20、。之间。当天然水体遭受酸碱污染时，当天然水体遭受酸碱污染时，pHpH发生变化，发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。自净，还可腐蚀船舶。五毒金属：汞、镉、铅、铬、砷以及它们五毒金属：汞、镉、铅、铬、砷以及它们的化合物的化合物重金属的主要危害：生物毒性，重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集逐级富集至人体，影响人体健康。至人体，影响人体健康。第一节 食品工业废水处理概述三、废水的水质指标三、废水的水质指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、寄生虫卵等生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、

21、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体医院污水：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧生生 物物 性性 指指 标标来源及来源及危害危害 水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。污染的程度。常以细菌个数常以细菌个数/mLmL计。饮用水：计。饮用水：100100个个/mLmL，医院，医院排水：排水：500500个个/mLmL细菌总数细菌总数 大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接

22、表明有肠道病菌存在的可能性。度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。常以大肠菌群数常以大肠菌群数/L/L计。饮用水：不得检出，城市计。饮用水：不得检出，城市排水：排水：1000010000个个/L/L，游泳池：，游泳池：10001000个个/L/L大肠菌群大肠菌群第一节 食品工业废水处理概述四、废水处理的基本原则和方法四、废水处理的基本原则和方法（一）废水处理的基本原则（一）废水处理的基本原则宏观性控制宏观性控制技术性控制技术性控制管理性控制管理性控制推行清洁生产推行清洁生产节水减污节水减污实行污染物排放总量控制实行污染物排放总量控制实行工业废水与城市生活污水集中处理实行工业废水与城市生活污水集中

23、处理实行环境影响评价制度和实行环境影响评价制度和“三同时三同时”制度制度第一节 食品工业废水处理概述 生物处理方法处理废水具有无害、经生物处理方法处理废水具有无害、经济等优点，首先测定济等优点，首先测定BOD/COD比值，大体比值，大体了解废水中生物降解的那部分有机物占全了解废水中生物降解的那部分有机物占全部有机物的比例，如果比值大于部有机物的比例，如果比值大于0.3不适宜不适宜采用生物处理法，大于采用生物处理法，大于0.3可用生物处理法。可用生物处理法。第一节 食品工业废水处理概述五、废水的生物处理方法五、废水的生物处理方法生物处理工艺主要分为以下几种：生物处理工艺主要分为以下几种：好氧生物

24、处理工艺：好氧生物处理工艺：厌氧生物处理工艺：厌氧生物处理工艺：稳定塘工艺：稳定塘工艺：光合细菌处理工艺：光合细菌处理工艺：土地处理工艺：土地处理工艺：第一节 食品工业废水处理概述第二节 糖蜜酒精废水的处理一、糖蜜酒精废水来源和特性：一、糖蜜酒精废水来源和特性：一、糖蜜酒精废水的来源和特性：一、糖蜜酒精废水的来源和特性：第二节 糖蜜酒精废水的处理糖蜜酒精废水的特性：糖蜜酒精废水的特性：第二节 糖蜜酒精废水的处理二、糖蜜废水处理方法：二、糖蜜废水处理方法：（1）农灌法）农灌法第二节 糖蜜酒精废水的处理二、糖蜜废水处理方法：二、糖蜜废水处理方法：（2）蒸发浓缩后综合利用）蒸发浓缩后综合利用第二节 糖蜜酒精废水的处理二、糖蜜废水处理方法：二、糖蜜废水处理方法：（3）饲料酵母法）饲料酵母法第二节 糖蜜酒精废水的处理三、糖蜜酒精糟浓缩干燥生产有机肥料三、糖蜜酒精糟浓缩干燥生产有机肥料四、碳酸法制糖工艺糖蜜酒精废液厌氧处理四、碳酸法制糖工艺糖蜜酒精废液厌氧处理五、亚硫酸法制糖工艺糖蜜废液处理五、亚硫酸法制糖工艺糖蜜废液处理第二节 糖蜜酒精废水的处理第三节 木薯渣食用酒精废水处理